“新工科”背景下工程實踐課程內(nèi)涵建設(shè)的路徑及舉措

李欣 薛冰 王偉

摘? 要：本文分析了新工科背景下高校實踐育人面臨的新挑戰(zhàn)，提出了以一流課程建設(shè)為牽引的工程實踐課程內(nèi)涵建設(shè)路徑以及教學(xué)改革的思路和舉措，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、保障措施等方面開展了有益的探索和實踐。

關(guān)鍵詞：新工科;工程實踐;內(nèi)涵建設(shè);教學(xué)改革

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）35-0152-03

當前，中國教育由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，高等教育進入全面提質(zhì)創(chuàng)新的新時代[1]。新工科建設(shè)作為引領(lǐng)高等教育改革的有力抓手，在各大高校得到了積極響應(yīng)和推進。新工科建設(shè)的提出也為工程教育和實踐提供了全新的視角，對高校工程教育提出了新的挑戰(zhàn)[2]。如何把握新工科“新的工業(yè)專業(yè)、工科的新要求”建設(shè)內(nèi)涵，在信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等新形勢下，培養(yǎng)出具有前瞻性的能夠引領(lǐng)未來發(fā)展的工程科技人才，是高等工程教育面臨的新任務(wù)。在此背景下，作為理工科高校實施工程教育的實踐教學(xué)平臺，“工程實踐”課程知識體系要有新拓展，課程內(nèi)涵要有新變革，育人成效要體現(xiàn)新價值。

一、工程實踐課程內(nèi)涵建設(shè)的路徑

（一）知識體系持續(xù)向高階拓展

面向新工科需求，工程實踐課程知識體系在橫向上從制造工藝理論與方法、工藝技術(shù)與裝備和工程倫理三個維度上進行了拓展[3]。在縱向上，構(gòu)建了“基礎(chǔ)認知—基礎(chǔ)實踐—綜合創(chuàng)新”三段式知識體系，符合學(xué)生成長規(guī)律，從易到難，循序漸進。兼具通識教育、專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的屬性。

1. 基礎(chǔ)認知

教學(xué)內(nèi)容為制造業(yè)的典型工程基本概念與工程倫理知識。通過機械系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及機電一體化系統(tǒng)的典型產(chǎn)品的認知，將利益?zhèn)惱?、環(huán)境倫理、職業(yè)倫理、安全倫理四個方面相關(guān)影響要素融入工程實踐之中。

2. 基礎(chǔ)實踐

教學(xué)內(nèi)容為制造領(lǐng)域的工藝與技術(shù)。由“經(jīng)典+現(xiàn)代+智能”制造技術(shù)的15個訓(xùn)練單元構(gòu)成。涵蓋金屬加工、非金屬成型、控制技術(shù)、電工電子、智能制造等多個技術(shù)領(lǐng)域。注重跟蹤新技術(shù)、新工藝、新裝備的發(fā)展與應(yīng)用，為適應(yīng)新一輪工業(yè)革命對人才培養(yǎng)的要求，增設(shè)“智能裝配”“智能物流”“CAD/3D打印”等項目。采用典型的學(xué)科交叉項目作為教學(xué)案例，教學(xué)載體向以智能物流機器人為代表的多技術(shù)融合機電產(chǎn)品拓展，體現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)要求。

3. 綜合創(chuàng)新

教學(xué)內(nèi)容為產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范及技術(shù)標準。通過開放實驗室為學(xué)生提供技能培訓(xùn)、競賽輔導(dǎo)和科普課堂等教學(xué)活動，鼓勵學(xué)生跨學(xué)科、跨專業(yè)自主選題，完成產(chǎn)品研發(fā)全過程。通過創(chuàng)新工坊和虛擬社區(qū)的建立，使學(xué)生達到“自我體驗、自主學(xué)習(xí)、自由創(chuàng)造”的目的。

（二）實踐育人探索深度融合

工程實踐課程將倫理、思政、勞育、美育有機融入教學(xué)之中。系統(tǒng)增加利益、環(huán)境、責任、安全等工程倫理知識。結(jié)合典型工程案例，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的工程觀與倫理責任;傳承哈軍工優(yōu)良傳統(tǒng)，深入挖掘我校在“三海一核”領(lǐng)域取得的工程成就以及工程領(lǐng)域領(lǐng)軍人物和杰出代表的工程故事，形成特色顯著的“工程思政”。以“大國工程篇”“大國重器篇”“大國工匠篇”“大國制造篇”為脈絡(luò)構(gòu)建思政案例庫。課程中融入思政元素，在實踐中宣揚國匠示范，環(huán)境中展示中國制造、氛圍中營造工程文化。通過豐富的課程思政案例、展板及視頻等載體，形成了“線上+線下，有聲+無聲，顯性+隱形”的多渠道思政教育;通過勞動實踐，使學(xué)生樹立守德崇勞的勞動觀;將工藝美學(xué)賦能產(chǎn)品制造，以工程文化館、工創(chuàng)文化墻、工藝作品展等教學(xué)情境滲透美育元素，令學(xué)生感受工藝之美、欣賞工程之美、感悟勞動之美，點燃創(chuàng)作熱情。通過“打造國之重器，工創(chuàng)匠心傳承”“偉大工程巡禮”“美麗的仿生學(xué)”等主題講座將五育育人落到實處。

（三）教學(xué)設(shè)計突出創(chuàng)新培養(yǎng)

為了突出對學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們在教學(xué)設(shè)計上精心構(gòu)思，在教學(xué)過程的每個階段設(shè)置能夠體現(xiàn)綜合與創(chuàng)新能力的環(huán)節(jié)。在基礎(chǔ)認知階段，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)工程經(jīng)濟意識、安全意識、質(zhì)量意識、環(huán)保意識自主命題撰寫“工程創(chuàng)意報告”和“倫理分析報告”;在基礎(chǔ)實踐階段，建立“點面結(jié)合”的教學(xué)模式，每一個訓(xùn)練單元都包含學(xué)生自主設(shè)計環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生進行自主設(shè)計的“點”上創(chuàng)新活動;在工藝設(shè)計單元，要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識進行工藝設(shè)計或撰寫“創(chuàng)新思維報告”，實現(xiàn)“面”上創(chuàng)新;在綜合創(chuàng)新階段，建立“課內(nèi)課外結(jié)合”的實踐教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生跨學(xué)科、跨專業(yè)自主選題，完成產(chǎn)品研發(fā)全過程并將課內(nèi)創(chuàng)意在課外延伸，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[4]。

（四）質(zhì)量保障建立實用標準

提出了工程訓(xùn)練課程標準的基本定義，規(guī)定了工程訓(xùn)練課程一般范式與學(xué)習(xí)目標，約束工程訓(xùn)練課程的“生成、協(xié)調(diào)、實施、支持、評價、改進”各個環(huán)節(jié)的指導(dǎo)性文件。包含課程標準及課程（體系）建設(shè)規(guī)范，教學(xué)指導(dǎo)書（含工藝過程卡片、加工成本估算），工程訓(xùn)練教學(xué)質(zhì)量手冊和程序文件清單等內(nèi)容。

依據(jù)課程標準，給出了工程訓(xùn)練課程要素間的邏輯關(guān)系。設(shè)計了“課程目標，教學(xué)基本要求，教學(xué)實施支持條件，場地設(shè)備等硬件資源，師資教輔等人力資源，精品課、慕課多媒體等軟件資源，課程質(zhì)量管理運行程序”等之間的相互作用形式和各分項質(zhì)量標定。形成了以質(zhì)量管理手冊和程序文件集為載體的課程建設(shè)一般范式（見圖1）。

以課程標準為核心建立的課程質(zhì)量管理體系（見圖2），形成了目標管理、過程管理、資源條件管理三個管理層次，分別對應(yīng)學(xué)術(shù)機構(gòu)、管理機構(gòu)、保障機構(gòu)，分別完成質(zhì)量標準的審定、教學(xué)實施質(zhì)量控制、基礎(chǔ)保障條件建設(shè)工作，維持質(zhì)量體系運行，保證最佳資源利用率。實現(xiàn)了工程實踐課程質(zhì)量管理微觀操作標準化流程基礎(chǔ)上的宏觀質(zhì)量控制機制，形成可移植和借鑒的實操性課程質(zhì)量解決方案。